碳纳米纤维表面撞击液滴的莱顿弗罗斯特温度升高

撞击过热表面的液滴可能表现出接触沸腾机制，即它们与表面直接接触并剧烈沸腾；或者表现出膜沸腾机制，即它们被自身的蒸气与表面隔开。从接触沸腾到膜沸腾的转变不仅取决于表面温度和液滴的动能，还取决于表面上制造的结构尺寸。在此，我们通过实验表明，与光滑表面相比，覆盖碳纳米纤维的表面将向膜沸腾的转变延迟到更高的温度。我们提出了物理论证，表明由于碳纤维的尺度很小，它们在液体撞击前刚好被蒸气流冷却，从而允许在比光滑表面高得多的温度下发生接触沸腾。我们还表明，只要撞击处于膜沸腾机制，撞击液滴的铺展因子遵循与光滑表面相同的 $\We^{3/10}$ 标度律（其中 $\We$ 为韦伯数），这是由液滴下方的蒸气流引起的。